H4 Flashcards
Elektriciteit
Stroom van elektrische lading –> Verschil in positief en negatief
Brein gebruikt dit om info te versturen
Fysische basis van elektrische lading
- Materie –> moleculen –> elementen –> atomen (of ionen)
- De wereld bestaat uit materie
- Materie bestaat uit moleculen –> water (H2O)
- Moleculen bestaan uit elementen –> waterstof (H), zuurstof (O)
- Een atoom is het kleinst mogelijke deeltje van een element dat nog steeds de eigenschappen heeft van dat element
- Atomen bestaan uit: Protonen (+) en neutronen (0) –> in de kern (nucleus) van het atoom EN Elektronen (-) buiten de kern (in orbitaal/elektronen schil)
- lonen zijn atomen met: een overschot aan elektronen (anionen, negatieve ionen e.g. Cl-) OF een tekort aan elektronen (kationen, positief geladen ionen e.g. Na+)
Potentiaalverschil (spanning)
- Er is een verschil in lading tussen twee stoffen
- Eenheid van spanning: Volt –> meten met Voltmeter
- NB: het gaat om een relatief verschil –> 2 aansluitingen nodig om te meten (bv twee polen op een batterij)
Spanningsbereik van neuronen
0-200 mV
hersenactiviteit: 0,001 V
Atoom
Protonen, elektronen en neutronen
Ionen = atoom met lading
* anion = negatief geladen (overschot aan elektronen)
* kation = positief geladen (tekort aan elektronen)
Stroom
Elektrische lading die beweegt (in Ampere (A))
- wisselstroom = stroomrichting veranderd
- gelijkstroom = stroomrichting blijft gelijk
- Lading van voorwerp met hogere concentratie van elektronen –> voorwerp met lagere concentratie van elektronen
- Elektronen stromen van - naar + = elektronen stroom (–> van meer naar minder elektronen)
Wisselstroom (AC) –> huishoudelijke apparaten met motoren (e.g. stofzuiger)
* Richting van de stroom veranderd (stopcontact: 50/60 Hz)
* Voordeel: efficiënter transport en makkelijker om voltage om te vormen (met transformatoren)
* Nadeel: menselijk lichaam is gevoeliger voor wisselstroom (50/60 Hz interfereert met hartslag)
Gelijkstroom (DC) –> zenuwstelsel, batterijen
* Positieve en negatieve polen zijn altijd positief en negatief
TILBURG UNIVERSITY
Wet van Ohm
U = I x R
Verschil voltmeter en ampere meter
- Potentiaalverschillen (spanning) –> voltmeter
- Stroomsterkte –> ampere meter
Elektriciteit in lichaam
Ionen van + naar - met 324 km/u (–> elektronenstroom van - naar + met 270.000 km/s)
- Na+ natrium
- K+ kalium
- Cl- chloride
- Ca2+ calcium
BELANGRIJK
Hoe veroorzaken stromende ionen potentiaalverschillen?
- Diffusie
- Concentratie gradiënt
- Voltage gradiënt (‘spanningsgradiënt’)
BELANGRIJK
Diffusie
Passief proces waarbij ionen van hoge naar lage concentratie stromen tot er een evenwicht is
Water = H+ + OH-
Zout = Na+Cl-
* Na+ bindt met negatieve polen (O)
* Cl- bindt met positieve polen (H)
BELANGRIJK
Concentratie gradient
Verschil in concentratie ionen tussen intra- en extracellulaire vloeistof
BELANGRIJK
Voltage gradient
Verschil in elektrische lading tussen intra- en extracellulaire vloeistof
BELANGRIJK
Concentratie gradiënt & Voltage gradiënt –> Impermeabel membraan en semipermeabel membraan
Impermeabel membraan: positieve en neagtieve ionen verspreiden over ene helft van het membraan, maar kunnen niet door de barriere.
* Evenwicht –> concentratie gradiënt bereikt
* Resultaat –> verschil in lading linker vs rechterkant, potentiaalverschil ‘over’ het membraan
Semipermeabel membraan: ene ion kan er wel doorheen, andere niet
* Evenwicht –> concentratie gradiënt = voltage gradiënt. Linkerkant = positief geladen, rechterkant = negatief geladen
* Resultaat –> potentiaalverschil ‘over’ het membraan, grootste verschil dichtbij het membraan
Rustpotentiaal in zenuwcel
- Potentiaalverschil tussen intracellulaire en extracellulaire vloeistof in rust
- -70 mV, negatief binnen de cel
Ionen die bijdragen aan rustpotentiaal:
* Intracellulair meer A- en K+
* Extracellulair meer Cl- en Na+
Hoe wordt de rustpotentiaal in stand gehouden?
- Kanalen maken K+ influx en efflux mogelijk (passief transport) om intracellulaire A- te balanceren
- Poorten voorkomen influx van Na+
- Natrium/Kalium pomp pompt 3 Na+ uit de cel en 2 K+ in de cel, kost energie! (ATP)
Grauduele potentiaal
Hyperpolarisatie en depolarisatie
Kleine fluctuaties over het celmembraan die uitdoven over afstand en bij elkaar opgeteld kunnen worden
Hyperpolarisatie
Negatieve lading (spanning) toevoegen
- K+ efflux en Cl- influx (meer positief aan buitenkant)
- potentiaalverschil groter van -70 naar -73 mV
Depolarisatie
Positieve lading (spanning) toevoegen
- Na+ influx (meer positief aan binnenkant)
- potentiaalverschil kleiner van -70 naar -65 mV
Actiepotentiaal
Kortdurende alles of niets potentiaaal voor 1 ms, wordt deze (-50 mV) niet overschreden dan ook geen reactie van de neuron
- Kortdurende (1 ms) alles-of-niets potentiaal die de polariteit van het celmembraan tijdelijk omkeert
- Als het potentiaalverschil over het celmembraan boven een bepaalde waarde uitkomt –> vuurdrempel (-50 mV)
- Actiepotentialen doven niet uit met afstand en kunnen niet worden opgeteld zoals graduele potentialen –> een neuron moet ‘wachten’ totdat de actiepotentiaal over is (= refractaire periode) voordat een nieuwe actiepotentiaal gegeneerd kan worden
BELANGRIJK
Potentiaalverloop
In rust: spanningsafhankelijke Na+ kanalen gesloten (-70 mv). Wanneer de vuurdrempel van -50 mv is bereikt:
1. Spanningsafhankelijke Na+ kanalen gaan open –> Na+ influx: potentiaalverschil wordt positief (+30 mV) –> depolarisatie
2. Spanningsafhankelijke K+ kanalen gaan open –> K+ efflux: potentiaalverschil neemt weer toe tot rustpotentiaal (-70 mV) –> repolarisatie
3. K+ kanalen nog steeds open –> potentiaalverschil neemt toe tot voorbij het rustpotentiaal (-73 mV) –> hyperpolarisatie
4. K+ kanalen sluiten: potentiaalverschil neemt af tot (-70 mV) –> rustpotentiaal hersteld
BELNAGRIJK
Refractaire periode
Wachttijd om een nieuwe actiepotentiaal te starten
Absolute refractaire periode: depolarisatie + repolarisatie:
* Er kan absoluut geen actiepotentiaal worden gegenereerd –> de cel is niet in staat om te ‘vuren’
Relatieve refractaire periode: hyperpolarisatie:
* Met een relatief sterke prikkel kan toch een actiepotentiaal worden gegenereerd
Zenuwimpuls
Hoe verplaatst actiepotentiaal langs axon
Lontgeleiding: volgt de weg (domino effect)
Sprongeleiding (saltatoire geleiding): springt van Knoop van Ranvier naar knoop (stukjes tussen de myelinescheden (isolerende laag))
Spronggeleiding sneller en kost minder energie dan lontgeleiding
Multiple sclerosis
Afbraak van myelineschede in CZS
